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認(rèn)證類型：個(gè)人認(rèn)證

認(rèn)證主體：王**（實(shí)名認(rèn)證）

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IP屬地：湖北 上傳時(shí)間：2021-11-24 格式：PPT 頁數(shù)：28 大小：937KB 積分：30 舉報(bào) 版權(quán)申訴

1、第三篇第三篇 質(zhì)質(zhì) 量量 傳傳 輸輸冶金工程學(xué)院冶金工程學(xué)院冶金傳輸原理冶金傳輸原理Part Mass Transfer第三篇 質(zhì)量傳輸 l 質(zhì)量傳輸：質(zhì)量傳輸：物質(zhì)從物體或空間的某一部分轉(zhuǎn)移到另一部分的現(xiàn)象，簡稱傳質(zhì)。 l 研究對象：研究對象：物質(zhì)傳遞的規(guī)律及特點(diǎn)。 l 傳質(zhì)推動(dòng)力：傳質(zhì)推動(dòng)力：濃度差或濃度梯度。l 傳質(zhì)方式：傳質(zhì)方式： 物性傳質(zhì) 由分子運(yùn)動(dòng)即擴(kuò)散性引起，亦稱擴(kuò)散傳質(zhì)。 對流傳質(zhì) 由流體流動(dòng)引起。 l 研究方法：研究方法：借用研究傳熱的方法來研究傳質(zhì)。22:20:132l傳質(zhì)廣泛存在于日常生活和工程領(lǐng)域之中。傳質(zhì)廣泛存在于日常生活和工程領(lǐng)域之中。u日常生活日常生活：衣服的晾干

2、u工程領(lǐng)域工程領(lǐng)域：冶金、機(jī)械、能源、動(dòng)力、低溫工程、化工、環(huán)保等的物料的干燥、加濕、去濕、吸收、脫吸等等，如物料的干燥，燃料的燃燒，礦石的焙燒、還原，液態(tài)金屬的吹煉，金屬表面的熱處理（滲碳、滲氮），純鐵、鋼水、硅鋼片的脫碳，鋁合金、銅合金的精煉除氫，溶劑的萃取，虧水處理，煙氣擴(kuò)散，晶體生長，金屬的凝固等等。3l氧化、還原、燃燒、汽化、滲碳等氧化、還原、燃燒、汽化、滲碳等 氣氣 固相間固相間 l吸收、吹煉等吸收、吹煉等 氣氣 液相間液相間l溶解、浸出、置換等溶解、浸出、置換等 液液 固相間固相間材料與冶金過程中的傳質(zhì)發(fā)生在不同的物質(zhì)和不同材料與冶金過程中的傳質(zhì)發(fā)生在不同的物質(zhì)和不同的濃度之間，

3、而大多數(shù)則發(fā)生在二相物質(zhì)之間的濃度之間，而大多數(shù)則發(fā)生在二相物質(zhì)之間:4lChapter 10 質(zhì)量傳輸概述質(zhì)量傳輸概述lChapter 11 擴(kuò)散傳質(zhì)擴(kuò)散傳質(zhì)lChapter 12 對流傳質(zhì)對流傳質(zhì)lChapter 13 材料與冶金中的綜合傳質(zhì)材料與冶金中的綜合傳質(zhì)5主主要要內(nèi)內(nèi)容容l 質(zhì)量傳輸?shù)幕靖拍钯|(zhì)量傳輸?shù)幕靖拍頻 質(zhì)量傳輸?shù)幕径少|(zhì)量傳輸?shù)幕径蒷 元體質(zhì)量平衡方程（帶擴(kuò)散的連續(xù)性元體質(zhì)量平衡方程（帶擴(kuò)散的連續(xù)性方程）方程）主要內(nèi)容主要內(nèi)容第10章 質(zhì)量傳輸概述22:20:146第第10章章 質(zhì)量傳輸概述質(zhì)量傳輸概述1、濃度、濃度3mKgu 質(zhì)量濃度質(zhì)量濃度：單位體積混合物中

4、組分i的質(zhì)量u 質(zhì)量分?jǐn)?shù)質(zhì)量分?jǐn)?shù)：組分i的質(zhì)量濃度除以混合物的總質(zhì)量濃度10.1 質(zhì)量傳輸?shù)幕靖拍钪竼挝惑w積混合物中該組分物質(zhì)量的多少。dVdmiiniiniimV1111%;1001niiii22:20:147第第10章章 質(zhì)量傳輸概述質(zhì)量傳輸概述10.1 質(zhì)量傳輸?shù)幕靖拍顄 摩爾濃度摩爾濃度：單位體積混合物中組分i的摩爾數(shù)u 摩爾分?jǐn)?shù)摩爾分?jǐn)?shù)：組分i的摩爾濃度除以混合物的總摩爾濃度3mmoliiiMCNIICC11%;1001niiiixCCxTMRPiiiniipp1u 氣體分壓氣體分壓22:20:148第第10章章 質(zhì)量傳輸概述質(zhì)量傳輸概述以雙組分以雙組分A A、B B 的混合物為

5、例，它們的關(guān)系為的混合物為例，它們的關(guān)系為BBAAAAABBAAAAABABABBAABABABBAAMMMxMxMxMxCMxxCCCCCxCCx/1,1,10.1 質(zhì)量傳輸?shù)幕靖拍?2:20:149第第10章章 質(zhì)量傳輸概述質(zhì)量傳輸概述2、濃度場、濃度梯度、濃度場、濃度梯度l濃度場濃度場某組分濃度在空間的分布及隨時(shí)間變化規(guī)律叫該組分的某組分濃度在空間的分布及隨時(shí)間變化規(guī)律叫該組分的濃度場。濃度場。C i =f（x，y，z，）10.1 質(zhì)量傳輸?shù)幕靖拍?2:20:1410第第10章章 質(zhì)量傳輸概述質(zhì)量傳輸概述濃度場按時(shí)間穩(wěn)定濃度場不穩(wěn)定濃度場無質(zhì)量蓄積 穩(wěn)定傳質(zhì)定態(tài)傳質(zhì)不定態(tài)傳質(zhì)有質(zhì)量蓄

6、積 不穩(wěn)定傳質(zhì)10.1 質(zhì)量傳輸?shù)幕靖拍?z, y, x(fCi0Ci), z, y, x(fCi0Ci22:20:1411第第10章章 質(zhì)量傳輸概述質(zhì)量傳輸概述濃度場物理量性質(zhì)空間三維濃度場 二維濃度場 一維濃度場 數(shù)量場 一維穩(wěn)定濃度場： 三維不穩(wěn)定濃度場： )x(fCi),(fCizyx10.1 質(zhì)量傳輸?shù)幕靖拍?2:20:1412第第10章章 質(zhì)量傳輸概述質(zhì)量傳輸概述l濃度梯度濃度梯度10.1 質(zhì)量傳輸?shù)幕靖拍顐髻|(zhì)方向上單位距離上的濃度變化量（最大濃度變率）。nCgradCii低濃度 高濃度 22:20:1413第第10章章 質(zhì)量傳輸概述質(zhì)量傳輸概述10.1 質(zhì)量傳輸?shù)幕靖拍?

7、、速度、速度l遷移速度遷移速度靜止坐標(biāo)為參照，相對固定參照系某種物質(zhì)或總混合系的速度稱為遷移速度，又稱絕對速度，而混合物的遷移速度也稱主流速度。組分i的遷移流速用i表示，m/s。混合物的速度用平均速度來確定。摩爾平均速度：摩爾平均速度：質(zhì)量平均速度：質(zhì)量平均速度：iiiimiiiiMxCC22:20:1414第第10章章 質(zhì)量傳輸概述質(zhì)量傳輸概述10.1 質(zhì)量傳輸?shù)幕靖拍頻擴(kuò)散速度擴(kuò)散速度平均速度為參照， 混合系中各組分相對平均速度而言的流速稱組分的擴(kuò)散速度，也稱相對速度, i*表示。MiMimii*二元體系？二元體系？22:20:1415第第10章章 質(zhì)量傳輸概述質(zhì)量傳輸概述單位時(shí)間內(nèi)通過

8、單位面積的組分單位時(shí)間內(nèi)通過單位面積的組分i i的質(zhì)量或摩爾數(shù)，的質(zhì)量或摩爾數(shù)，組分的流速和濃度的乘積。組分的流速和濃度的乘積。矢量矢量10.1 質(zhì)量傳輸?shù)幕靖拍?、質(zhì)量通量、質(zhì)量通量l遷移通量（凈通量）遷移通量（凈通量）質(zhì)量遷移通量：質(zhì)量遷移通量：iiiiiinnnMiiiiiiCNNCxCN摩爾遷移通量：摩爾遷移通量：22:20:1416第第10章章 質(zhì)量傳輸概述質(zhì)量傳輸概述10.1 質(zhì)量傳輸?shù)幕靖拍頸iijMiiiCJ材料、冶金、化工工程：材料、冶金、化工工程：n；N熱處理、離子擴(kuò)散：熱處理、離子擴(kuò)散：j一般擴(kuò)散：一般擴(kuò)散：Jl擴(kuò)散通量質(zhì)量擴(kuò)散通量： 摩爾擴(kuò)散通量：22:20:141

9、7第第10章章 質(zhì)量傳輸概述質(zhì)量傳輸概述nA=jA+An=jA+A(nA+nB)NA =JA + AN=JA + A(NA+NB)10.1 質(zhì)量傳輸?shù)幕靖拍?通 量 濃度基準(zhǔn)A的總通量相對于靜止坐標(biāo)A的擴(kuò)散通量相對于平均速度A的主體流動(dòng)量相對于靜止坐標(biāo)質(zhì)量基準(zhǔn)nA=AuAnA=jA+AnjA = A （ uAu）jA =DAB（dA/dy）An=AuAn=A（nA+nB)摩爾基準(zhǔn)NA =CAuANA =JA + ANJA =CA（uAuM）JA =DABC（dA/dy）AN=CAuMAN=A(NA+NB）22:20:1418第第10章章 質(zhì)量傳輸概述質(zhì)量傳輸概述10.1 質(zhì)量傳輸?shù)幕靖拍?

10、/(10385. 5)/(10866. 1);/(10519. 3)/(10946. 1)/(10211. 8);/(10125. 1/10496. 6/ )(/10727. 5/ )(/0829. 0;399. 3/737. 0;/662. 225252523242344333smkmolNNNsmkmolucNsmkmolucNsmkgnnnsmkgunsmkgunsmcucucusmuuumkmolcccmkgMcmkgMcBABBBAAABABBBAAABBAAMBBAAmBABABBBAAA例題例題10-1、由氧氣（由氧氣（A）和二氧化碳）和二氧化碳(B)構(gòu)成的二元體系中發(fā)生一維構(gòu)成

11、的二元體系中發(fā)生一維穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散，已知穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散，已知cA=0.0207kmol/m2s, cB=0.0622kmol/m2s,uA=0.0017m/s, uB=0.0003m/s,求求um,uM;nA,nB,n;NA,NB,N.解：解：22:20:1419第第10章章 質(zhì)量傳輸概述質(zhì)量傳輸概述1穩(wěn)定濃度場穩(wěn)定濃度場一無限寬大，厚為 的平板某組分初始濃度為C0 0平板下表面某組分濃度躍升到Cx并保持不變。 相鄰各層逐次擴(kuò)散，質(zhì)量沿板厚方向傳遞，不穩(wěn)定濃度場。 濃度分布不變，穩(wěn)定濃度場已經(jīng)建立。 10.2 質(zhì)量傳輸?shù)幕径?2:20:1420第第10章章 質(zhì)量傳輸概述質(zhì)量傳輸概述2. 菲克第一定律菲

12、克第一定律穩(wěn)定濃度場 固體薄層 yCDJiiimol/m2.s任意方向 nCDJiiimol/m2.s Ji單位時(shí)間通過單位面積的擴(kuò)散傳質(zhì)量，即擴(kuò)散傳質(zhì)通量； nCi濃度梯度， mmmol/3負(fù)號質(zhì)量傳遞方向與濃度梯度方向相反。 10.2 質(zhì)量傳輸?shù)幕径?2:20:1421第第10章章 質(zhì)量傳輸概述質(zhì)量傳輸概述某組分的擴(kuò)散傳質(zhì)通量與濃度梯度成正比。 菲克第一定律： nDjiiikg/m2.sni質(zhì)量濃度梯度， mmkg/310.2 質(zhì)量傳輸?shù)幕径?2:20:1422第第10章章 質(zhì)量傳輸概述質(zhì)量傳輸概述3.擴(kuò)散系數(shù)Dim2/s影響因素 A物質(zhì)的種類、組成； B溫度、壓力等。表征某一組分

13、擴(kuò)散能力的物性參數(shù)，即濃度梯度為1時(shí)，單位時(shí)間通過單位面積的擴(kuò)散傳質(zhì)量。10.2 質(zhì)量傳輸?shù)幕径?2:20:1423第第10章章 質(zhì)量傳輸概述質(zhì)量傳輸概述10.2 質(zhì)量傳輸?shù)幕径蓺怏w：氣體： 510-6110-5；GilliLand公式：公式：231315 . 075. 121110BABAABVVPMMTD5 . 1000TTPPDDPT液體：液體： 110-10110-9；固體：固體： 110-14110-10 ; Arrhenius公式：公式： RTEDDTexp022:20:1424第第10章章 質(zhì)量傳輸概述質(zhì)量傳輸概述元體分析法 建立方法： 建立依據(jù)： 質(zhì)量守恒定律 元體質(zhì)量收入- 元體質(zhì)量支出= 元體質(zhì)量蓄積 元體質(zhì)量收支差 = 元體質(zhì)量蓄積10.3 元體質(zhì)量平衡方程22:20:1425第第10章章 質(zhì)量傳輸概述質(zhì)量傳輸概述10.3 元體質(zhì)量平衡方程AAAAAzyxArzyxDDDzyx222222zyxDDAzAyAxAAAAAAAmzmymxARzCyCxCDDDCzyxC222222摩爾基準(zhǔn)：元體質(zhì)量平衡微分方程或帶擴(kuò)散的連續(xù)性方程元體質(zhì)量平衡微分方程或帶擴(kuò)散的連續(xù)性方程22:20:1426第第10章章 質(zhì)量傳輸概述質(zhì)量傳輸概述10.3 元體質(zhì)量平衡方程方程的簡化方程的簡化固體一維不穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散傳質(zhì)：固體一維不穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散傳質(zhì)： 22xCDCiii固體